KIMIA “ POLIMER “

M. Adi Kurniawan (13)Nugroho Eko W. (20)

PEMERINTAH KABUPATEN PASURUAN

DINAS PENDIDIKAN KABUPATEN PASURUAN

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 1 PURWOSARI

Jl. Raya Purwosari – Purwosari Pasuruan 67162 Telp. 0343-613747, Fax. 0343-614367

E-mail : smkn.1pasuruan@igi-alliance.com

Website : www.smkn1purwosari.net

POLIMERI. Pengertian Polimer

Polimer adalah salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang penting. Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan sebagai bahan substitusi untuk logam terutama karena sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi dan kimia, dan murah, khususnya untuk aplikasi-aplikasi pada temperature rendah. Hal lain yang banyak menjadi pertimbangan adalah daya hantar listrik dan panas yang rendah, kemampuan untuk meredam kebisingan, warna dan tingkat transparansi yang bervariasi, kesesuaian desain dan manufaktur.

Istilah polimer digunakan untuk menggambarkan bentuk molekul raksasa atau rantai yang sangat panjang yang terdiri atas unit-unit terkecil yang berulangulang atau mer atau meros sebagai blok-blok penyusunnya. Molekul-molekul (tunggal) penyusun polimer dikenal dengan istilah monomer.

II. Klasifikasi Polimer

pengklasifikasian yang paling sederhana dan sering dipergunakan yaitu didasari atas asal atau sumbernya. Berdasarkan hal ini diketahui dua jenis polimer yaitu polimer alam dan polimer sintetik.

1. Polimer Alam

Polimer alam adalah senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup. Contoh sederhana polimer alam adalah karet alam, pati, selulosa dan protein. Jumlahnya yang terbatas dan sifat polimer alam yang kurang stabil, mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan sukar dibentuk menyebabkan penggunaanya amat terbatas.

2. Polimer sintetik

Polimer sintetik merupakan jenis polimer yang dihasilkan melalui sintesis kimia, produksi umumnya dilakukan dalam skala besar untuk kepentingan hidup manusia. Bentuk polimer sintetik yang dihasilkan dapat berupa plastik dan serat buatan. Plastik merupakan polimer yang memiliki sifat mencair atau mudah mengalir jika dipanaskan, sehingga mudah dibentuk atau dicetak. Beberapa produk dari plastik misalnya pipa, mainan anak-anak, dapat pula berbentuk lembaran seperti pembungkus makanan atau bahan dan berupa cairan pelapis cat mobil.

Polimer sintetik lainnya adalah polimer termoset, polimer ini dapat dilebur pada tahap tertentu selanjutnya menjadi keras selamanya, dan tidak dapat dicetak ulang. Bakelit adalah contoh yang mudah kita temukan sebagai casing pada peralatan elektronika, toilet, dan lain-lain. Serat buatan merupakan produk polimer berupa untaian atau seperti benang yang dapat ditenun atau dijalin membentuk lembaran-lembaran tipis dan panjang yang kuat dan ulet.

III. Monomer

Monomer adalah unit terkecil sebagai penyusun polimer. Penelitian di bidang monomer sangat pesat, mengngat banyak tantangan yang dihadapi oleh manusia, jika kita menggali terus menerus barang tambang, tentunya akan merusak lingkungan, para ahli mencari pengganti besi, sebagai pipa, tembaga sebagai penghantar listrik. Monomer pengganti tersebut masih dipelajari, misalnya polimer yang dapat menghantarkan listrik seperti polianilin, polipirol dan lainnya. Beberapa monomer yang sudah banyak dimanfaatkan oleh kita dan telah dikomersialisasikan seperti, etilen, kloro etilen, tetrafloro etilen, isobutilena dan stirena. Pada Table 13.1 disajikan beberapa monomer yang sudah kita kenal beserta nama polimer dan unit terkecil penyusun polimernya.

Tabel 13.1 Monomer, rumus molekul unit ulangannya dan nama polimer

No Monomer Unit ulangan Nama polimer1 CH2 = CH2 - CH2CH2 – Polietilen2 CH2 = CHCl - CH2CHCl – Poli (vinil klorida)3

CF2 = CF2 Politetraetilen/Teflon

4

Poliisobutilena

5

Polistirena

IV. Polimerisasi

Penggabungan molekul-molekul kecil atau monomer menjadi molekul yang sangat besar siberi istilah reaksi polimerisasi. Berdasarkan peristiwa yang terjadi selama reaksi, maka polimerisasi dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

1. Polimerisasi adisi

Polimerisasi adisi terjadi pada monomer-monomer yang sejenis dan mempunyai ikatan tak jenuh (rangkap). Proses polimerisasi diawali dengan pembukaan ikatan rangkap dari setiap monomernya, dilanjutkan dengan penggabungan monomer-monomernya membentuk rantai yang lebih panjang dengan ikatan tunggal. Proses ini disederhanakan dalam Bagan 13.5.

Bagan 13.5. Contoh polimerisasi adisi dari senyawa propilenPolimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi adisi hanya mengandung satu macam

monomer saja, sehingga disebut homopolimer, Struktur homopolimer adalah –A – A – A – A – A, dan A adalah monomer. Beberapa senyawa yang mengikuti pola reaksi adisi, seperti etilen dalam membentuk polietilen, tetrafloro etilen dalam membentuk Teflon dan polimer lainnya. Dalam polimerisasi adisi dari senyawa propilen akan terbentuk tiga jenis struktur polimer didasari pada kedudukan atau posisi dari gugus alkil atau fenil. Isotaktik propilen berbentuk jika gugus metal pada posisi yang sama didalam polimer tersebut. Untuk lebih mudahnya perhatikan Gambar 13.6.

Gambar 13. 6. Struktur isotaktik propilen dimana kedukan metil adalah sama

Jika gugus alkil/fenil memiliki kedudukan yang tidak sama misalnya cis dan trans, namun kedudukan tersebut berubah secara beraturan, maka polimer tersebut dikatakan sebagai sindiotaktik, perhatikan Gambar 13.7, yang mengilustrasikan struktur ini. Jika gugus alkil/fenil yang berada pada rantai karbonnya berposisi secara random, maka polimer ini disebut dengan polimer ataktik. Perhatikan struktur ataktik pada Gambar 13.8.

Gambar 13.7. Struktur sindiotaktik propilen dengan gugus metil yang berseberangan namun berubah secara teratur

Gambar 13.8. Struktur ataktik propilen dengan gugus metilyang berposisi random atau acak

2. Polimerisasi Kondensasi

Pada polimerisasi kondensasi penggabungan monomer membentuk polimer dengan melepaskan molekul kecil seperti air (H2O) atau ammonia (NH3). Untuk mempermudah ilustrasi dari reaksi polimerisasi kondensasi dapat kita amati pada persamaan reaksi dibawah ini :

Pada polimerisasi kondensasi, banyak monomer pembentuk polimer lebih dari satu jenis atau terbentuk dari bermacam-macam monomer, sehingga disebut kopolimer. Struktur umum kopolimer adalah –A – B – A – B – A – B – A – B – . Pembentukan polimer semacam ini ditunjukan pada Bagan 13.9, pada pembuatan karet sintetik

.Bagan 13.9. Contoh kopolimer untuk senyawa

stirena dengan butadiene

V. Tata Nama Polimer

Begitu besar molekul-molekul penyusun polimer dan tidak hanya dari satu jenis polimer saja, namun dapat pula terdiri dari beberapa unit polimer seperti yang sudah kita bahas sebelumnya. Penamaan polimer didasari oleh atas nama monomernya baik dari nama sumber ataupun nama umum, yang kedua didasari atas taktisitas dan isomernya. Untuk nama polimer yang didasari atas nama monomernya adalah polimer yang disusun oleh satu kata monomer. Penamaan dilakukan dengan memberikan awal kata poli pada nama monomernya. Misalnya untuk polimer dengan monomer stirena, maka nama polimer tersebut adalah polistirena. Untuk contoh lainnya perhatikan Tabel 13.2.

Tabel 13.2. Nama polimer yang didasari atas nama monomernya

Monomer Polimeretilen Polietilenpropilen Polipropilenstiren Polistirentetrafluoroetilena Poli tetrafluoroetilena

Penamaan berubah jika nama monomer lebih dari satu kata atau didahului sebuah huruf atau angka. Penamaan dilakukan dengan meletakkan nama monomer didalam kurung dan diawali dengan kata poli, sebagai contoh, jika monomernya adalah asam akrilat, maka penamaan polimer menjadi poli (asam akrilat). Untuk contoh yang lain perhatikan Tabel 13.3.

Tabel 13.3. Nama polimer yang jumlah kata monomernya lebih dari satu kata

Monomer PolimerAsam akrilat Poli(asam akrilat)--metil stiren Poli(--metil stiren)1-pentena Poli(1-pentena)metil metakrilat Poli(metal metakrilat)

Penamaan berdasarkan taktisitas, diawali dengan huruf i untuk isotaktik atau huruf s untuk sindiotaktik. Sebagai contoh kita tuliskan nama senyawa i-polistiren, maka hal ini mengindikasikan bahwa, polimer disusun olehmonomer stiren dimana kedudukan atau posisi gugus fenilnya sama.

Penamaan berdasarkanisomer structural dan geometriknya ditunjukan dengan menggunakan awalan cis atau trans serta dengan menyebutkan angka untuk posisi sebelum kata poli. Contoh nama berdasarkan isomer seperti trans-1,4-poli(1,3-butadiena). Selain aturan penamaan diatas IUPAC juga merekomendasikan penamaan polomer yang diambil dari struktur unit dasar. Aturan tersebut adalah :

1. Pengedentifikasikan unit struktual terkekil (CRU)2. Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya berdasarkan ikatan dan ditulis prioritasnya

menurun dari kiri ke kanan3. Subtituen- subtituen diberi nomor dari kiri ke kanan4. Nama CRU diletakkan dalam kurung, dan diawali dengan poli

Untuk lebih jelasnya peerhatikan contoh penamaan seperti didalam table 13.4

Table 13.4 Nama Polimer Recomendasi IUPAC

Nama Sumber Nama IUPACPolietilen Poli ( metilena )Politetra Fluoroetilena

Poli ( difluorometilena )

Polistirena Poli ( 1-feniletilena )Poli ( asam akrilat ) Polli ( 1-karbonsilatoetilena )

VI. Sifat sifat Polimer

Perbedaan utama dari polimer alam dan polimer sintetik adlah mudah tidaknya sebuah polimer didgradasi atau dirombak oleh mikroba. Polimer sintetik sulit diuraikan oleh mikroorganisma. Sifat-sifat polimer sintetik sangat ditentukan oleh struktur polimernya seperti pnajang nya rantai, gaya antar molekul, percabangan dan ikatan silang antar rantai polimer.

Pertambahan panjang rantai utama polimer didikuti dengan meningkatnya gaya antar molekul monomer. Halini yang menyebabakan meningkatnya kekuatan dan titk leleh sebuah polimer. Gambar 13.10 contoh polimer yang berantai panjang dan linier.

Gambar 13.10 polimer polietilen yang memiliki rantai Linier dan panjang

Polimer yang memiliki banyak cabang , kekuatannya menurun dan hal ini juga menyebabkna titik lelehnya semakin rendah, contoh untuk poliner bercabang ditunjukan oleh gambar 13.11

Gambar 13.11 contoh polimer yang memiliki cabang

` Beberapa polimer memiliki ikatan silang antar rantai, hal ini akan membuat polimer yang bersifat kaku dan membentuk bahan yang keras. Makin banyak ikatan. silang makin kaku polimer yang dihasilkan dan polimer akan semakin mudah patah.

Jenis polimer yang memiliki ikatan silang ini merupakan plastik termoseting. Jenis plastik ini hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu hanya pada saat pembuatannya. Jika plastik ini pecah atau rusak tidak dapat disambung kembali. Pemanasan selanjutnya menyebabkan rusaknya atau terbongkarnya ikatan silang antar rantai polimer, sehingga susunan molekul polimer berubah atau rusak. Contoh untuk plastik termoseting adalah polimer bakelit yang memiliki ikatan silang antar rantai polimernya (Gambar 13.12).

Gambar 13.12. Polimer Bakelit yang memiliki ikatansilang antar rantai polimernya

Plastik jenis yang lain memiliki sifat sebagai termoplastik, yaitu plastik yang dapat dipanaskan secara berulang-ulang. Sifat ini disebabkan karena tidak adanya ikatan silang antar rantai polimernya. Jika polimer ini rusak atau pecah, kita dapat menyambungnya kembali dengan cara dipanaskan, contoh polimer termoplastik adalah polietilen.